淺論雨水集蓄利用工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工

謝蘭芬

(雙流縣水務(wù)局,四川雙流,610200)

雨水集蓄利用工程是指人們對(duì)降雨進(jìn)行收集、匯流、存儲(chǔ)和利用的一套工程系統(tǒng),主要用于對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的補(bǔ)充灌溉,適宜在地表水、地下水缺乏或開采困難、無條件興建骨干水利工程,且年降雨量在500mm以上的山區(qū)和丘陵地區(qū)興建。用水時(shí)采用非充分灌溉的方式,僅在作物關(guān)鍵需水期進(jìn)行灌溉,改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本條件,促使農(nóng)作物豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)并提高產(chǎn)品品質(zhì)。雖然微型蓄水池蓄水量有限,但特別適用于山丘區(qū)的尾水旱片,對(duì)于降低用水成本,提高經(jīng)濟(jì)作物的灌溉保證率效果明顯,效益顯著。本文簡(jiǎn)單介紹該工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工。

1 工程設(shè)計(jì)

1.1 蓄水工程容積的確定

蓄水工程所需總?cè)莘e的計(jì)算,原則上應(yīng)與一般水庫調(diào)節(jié)計(jì)算的方法相同。但這種計(jì)算方法不僅需要試驗(yàn)資料,而且計(jì)算也比較繁瑣,要在面廣量大的雨水集蓄利用工程規(guī)劃中普遍采用是不現(xiàn)實(shí)的,因而可采用容積系數(shù)法計(jì)算。

圖1 圓形池平面圖示意

蓄水池容量應(yīng)與集流系統(tǒng)的集流能力相一致,不得布置在集流量不足或沒有來水的地方。蓄水工程容積可按下式進(jìn)行計(jì)算。

式中:W——攔蓄容積(來水量),m3;

h——10年一遇24小時(shí)暴雨量,mm;

F——集水面積,m2;

φ——徑流系數(shù),采用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值。

蓄水池容積的確定,要根據(jù)來水和需水量平衡計(jì)算,以需水量為主,盡量通過截流溝攔截坡面雨水,以增加復(fù)蓄次數(shù)和水量。在來水比較豐富的情況下,應(yīng)通過沿山溝、排洪溝及時(shí)將余水排入山塘或溪河。在自然集雨量不能滿足需要時(shí),能引其他水源補(bǔ)充水量,如通過提灌站提蓄和其他塘堰放水補(bǔ)充。

蓄水工程的形式選擇與當(dāng)?shù)氐牡匦?、土質(zhì)、用途、建筑材料和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素有關(guān),而且和當(dāng)?shù)厝罕姷慕?jīng)驗(yàn)和習(xí)慣有很大關(guān)系,因而要綜合考慮諸因素,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。在同一雨水集蓄工程中,可以有不同的蓄水工程形式。

1.2 蓄水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

新建蓄水池盡可能采用圓形(圖1),蓄水池由集流工程(集流溝)、主體工程(池體)、供水灌溉系統(tǒng)(放水設(shè)備)和配套設(shè)施(梯步、護(hù)欄、沉砂池)等組成。蓄水池池壁多采用漿砌頁巖標(biāo)磚、混凝土等材料襯砌,但也有池壁是粘土的蓄水池。池壁襯砌厚度應(yīng)作內(nèi)力計(jì)算,其受力條件應(yīng)選擇池內(nèi)無水、砌體承受主動(dòng)土壓力的最不利條件作為計(jì)算荷載,并根據(jù)防滲要求比較確定,一般不小于20cm。池底可用混凝土防滲處理,厚度一般為10cm～15cm。池壁為未襯砌的粘土蓄水池,新填土方池壁夯筑厚度應(yīng)大于1.5m,內(nèi)坡應(yīng)有一定的坡度,一般為1∶0.7～1∶0.5。深度一般在5m以下。

1.3 取水設(shè)施設(shè)計(jì)

建于緩坡上的蓄水池,一般是在臨坡一側(cè)埋設(shè)管道取水。管道進(jìn)口離池底的距離,視泥沙在池內(nèi)淤積的高度而定。如來沙量較小,管道進(jìn)口也可與池底齊平,這樣可以充分利用池內(nèi)蓄水容積。出口設(shè)閘閥控制,放水時(shí)水流經(jīng)消力池進(jìn)入灌溉渠道。

建于平地上的蓄水池,不便埋設(shè)放水管取水,常為人工挑水方便而修建進(jìn)池梯步。進(jìn)池梯步有兩種做法:(1)梯步為實(shí)體墩。這種形式費(fèi)工費(fèi)料,占用水池容積較大;(2)梯步為空支墩。這種形式省工省料,占用水池容積較小,設(shè)計(jì)時(shí)宜用此種梯步結(jié)構(gòu)。

1.4 溢水口設(shè)計(jì)

為了防止池中水漫頂而沖毀水池,須設(shè)溢水口。溢水口一般寬0.5m～1m,深0.2m～0.3m,溢出的水流入引水溝。

2 工程施工

2.1 按選定的池址和設(shè)計(jì)形狀及斷面尺寸進(jìn)行放線開挖。在放線時(shí),下池梯步應(yīng)靠路邊,朝著下池方便的方向,進(jìn)出口位置應(yīng)與灌排渠(溝)連接。

2.2 池墻(岸埂)清基至硬基上,開挖放線時(shí)應(yīng)留足襯砌厚度。對(duì)易垮塌的破碎巖石和松軟地層,應(yīng)邊開挖邊襯砌邊回填。池底不允許超挖,土基應(yīng)進(jìn)行夯實(shí),巖基裂縫應(yīng)用細(xì)石混凝土灌填。防滲現(xiàn)澆混凝土標(biāo)號(hào)不低于C15,厚度不小于10cm,并一次完成;同時(shí)及時(shí)收面三遍,表面要求密實(shí)、平整、光滑,并做好養(yǎng)護(hù)。池體砌筑時(shí),要預(yù)埋(留)進(jìn)、出水管(孔),并做好防滲處理。

2.3 蓄水池附屬設(shè)施(包括沉砂池、進(jìn)水管、溢水管、出水管等)。沉砂池布于主要來水方向,出水口設(shè)置攔污柵?？刹捎脝螛O或兩級(jí)沉砂方式,末級(jí)沉砂池距蓄水池主體工程的距離不少于2.5m。沉砂池一般采用矩形,其長(zhǎng)、寬、高比為2∶1∶1.5。沉砂池容積一般為主體蓄水工程容積的2%～4%。